News image News image News image News image News image News image News image News image


Ядерные поры и рак
Нанотехнологии в медицине - Борьба с болезнями

ядерные поры и рак

Это фотография выделенного из дрожжевой клетки ядра. Ядерная оболочка представляет собой сложный комплекс, состоящий из двух различных по составу мембран, ядерных пор и ламины. Ядерные поры (окрашены желтым) – это транспортные каналы, по которым большинство молекул входит и выходит из ядра, согласно имеющимся у них «паспортам» – специфическим последовательностям, узнаваемым белками – переносчиками молекул. Можно сказать, что каждая ядерная пора представляет собой «нанотаможню» для белков и РНК. Автор фотографии Елена Владимировна Киселева, ведущий научный сотрудник лаборатории морфологии и функции клеточных структур Института Цитологии и Генетики СО РАН, рассказывает об изучении ядерных пор.

Исследования механизмов транспорта молекул между ядром и цитоплазмой через ядерные поры ведут во многих лабораториях мира. В основном ученые экспериментируют с почкующимися дрожжами Saccharomyces cerevisiae, так как они легко размножаются, что обеспечивает быстрое получение мутантов с нарушением синтеза белков, участвующих в регуляции транспорта. Зная синтез какого белка нарушен, по регистрируемым изменениям экспорта или импорта молекул в ядро можно сделать заключение о функциональной роли данного белка. Помимо этого важно посмотреть, меняется ли тонкое строение ядерных пор, поскольку транспортные факторы взаимодействуют с белками пор – нуклеопоринами. Диаметр ядерных пор у дрожжей составляет всего 95 нм, поэтому увидеть их можно только с помощью электронного микроскопа. Просвечивающий электронный микроскоп дает возможность получить двумерное изображение внутриклеточных структур на срезе целой клетки, а сканирующий – их трехмерное изображение. Правда, для этого клеточные органеллынеобходимо осторожно выделить из клетки и быстро зафиксировать, сохранив их прижизненную организацию. Например, объемные снимки ядерных пор дрожжей мы смогли сфотографировать, когда научились изолировать ядра из клеток.

Поскольку просвечивающий микроскоп не обеспечивает достаточного разрешения индивидуальных компонентов ядерных пор, не исключены ошибочные заключения. Так, в конце 1990-х американские ученые, изучив морфологию нескольких тысяч ядерных пор дрожжей в просвечивающем микроскопе, пришли к выводу, что они существенно отличаются по строению от ядерных пор высших эукариот[1].

В этот период я изучала организацию поровых комплексов в составе ядерных оболочек, выделенных из разных объектов, пытаясь выяснить, насколько универсально строение пор. Получив грант от английского фонда Wellcome Trust, я решила повторить исследования американских коллег с использованием высокоразрешающего сканирующего электронного микроскопа – СЭМ. В России такого прибора не было[2], и я поехала в Англию, в Институт Раковых исследований им. Паттерсона (г. Манчестер), где такой прибор имелся. Известные на тот момент методы по изоляции ядер из клеток не сохраняли тонкую морфологию ядерных пор, поэтому пришлось разрабатывать новый метод, что заняло полгода. Когда же метод заработал, полученные в СЭМ снимки показали, что ядерные поры дрожжей не отличаются по строению от пор высших эукариот (например, лягушек). То есть ранее сделанные выводы были неверны, и наши исследования впервые продемонстрировали эволюционную консервативность структурной организации ядерных пор. Эти результаты были опубликованы в 2004 году[3]. Другими авторами было показано, что в организации ядерных пор высших и низших организмов участвует около 30 белков – нуклеопоринов. Вернувшись в Россию, я вместе с моими учениками продолжила исследования ядерных пор, их динамику и механизмы сборки, получая спонсорскую поддержку от фонда Wellcome Trust вплоть до 2007 года. Это дало возможность приезжать на несколько месяцев в Манчестер и использовать имеющийся там замечательный микроскоп. Вместе с английскими коллегами мы опубликовали более 10 работ в ведущих научных журналах, на обложках которых часто демонстрировались полученные мною фотографии.

Исследования ядерных пор и входящих в их состав белков в последние годы оказались тесно связаны с изучением рака[4]. Нарушение синтеза четырех нуклеопоринов (Nup88, Tpr, Nup98, Nup214) было зарегистрировано при различных раковых заболеваниях человека таких, например, как лейкемия, рак груди, желудка, печени, поджелудочной железы и кишечника. Механизм такой корреляции пока не изучен. Предложено несколько гипотез предполагающих полифункциональность перечисленных нуклеопоринов, так как их гиперэкспрессия и взаимодействие с другими белками увеличивает частоту хромосомных перестроек, изменяет интенсивность транскрипции некоторых важных генов, а также нарушает функцию ряда рецепторных белков и даже трансляцию. Кроме того, ингибируется ядерно-цитоплазматический транспорт, что, вероятно, связано с нарушением последовательных этапов сборки ядерных пор. Пока не известно, что конкретно происходит на уровне ядерных пор, и на каком этапе появление клеток с дефектными порами может влиять на развитие рака. Исследование всех этих вопросов невозможно без изучения ультраструктурной динамики ядерных пор высших и, особенно, низших эукариот, таких как дрожжи. Поэтому разработанный нами метод выделения ядер из дрожжевых клеток, позволивший исследовать тонкое строение индивидуальных компонентов ядерных пор, открывает новые возможности в изучении механизмов канцерогенеза.

 


Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Применение нанотехнологий

Углеродные нанотрубки защищают и от воды

News image

Несмотря на замечательные свойства, углеродные нанотрубки (УНТ) пока еще не завоевали рынок. В большинстве случаев он...

Аэрояхта - новый вид воздушного транспор

News image

Этот летательный аппарат развивает скорость до 200 км/час, может сесть на любое подходящее поле, взлетной по...

Наноспутники запустят в космос пачками

News image

В столице в среду начала работу научно-практическая конференция «Микротехнологии в авиации и космонавтике». Ученые продемонстрировали св...

Ученые создали суперпрочный коллаген

News image

Команда ученых из университета Висконсин-Мэдисон (США) изобрела самый прочный из всех видов коллагена когда-либо известных на...

Призрачная угроза

News image

Ничто не вечно под луной Едва ли не все полезные изобретения и научно-технические разработки не только сп...

Что дадут нам нанотрубки

News image

Не исключено, что на основе углеродных нанотранзисторов будут работать процессоры, которые придут на смену кремниевым. В ...

Волокнисто игольчатый композит

News image

Текстильный материал черного цвета состоящий из случайно орентированых углеродних волокон и нитевидных кристалов. Электропроводен, стойкий к ...

Нано-цирконийполикарбосилан — прорыв в п

News image

Нано-цирконийполикарбосилан (HZrПКС) — предкерамический полимер для получения высокопрочной жаростойкой бескислородной композиционной керамики, обладающей стабилизированной структурой. Но...

Новости нанотехнологий

Кремниевые нанотрубки выращивают без применения золота

Кремниевые нанопроволоки помогут уменьшить размеры микрочипов. Ученые из Института Физики микроструктур Макса Планка в Галле впервые разработали нанопроволоки на кре...

Казавшаяся трудноразрешимой задача придания изделиям из

Казавшаяся трудноразрешимой задача придания изделиям из графена желаемой формы оказалась подвластна капелькам воды – о пластичности графеновых наноструктур сообщают химики из...

Влияние полярности электрического поля на рост вертикал

Одно из наиболее перспективных направлений использования углеродных нанотрубок (УНТ) связано с разработкой холодных полевых эмиттеров на их основе. Уникальные особенности та...

Наноальтернатива таблеткам

  Одним из первых медицинских применений нанотехнологии стало разработанное учеными из США быстродействующее лекарство от импотенции, которое сможет соперничать таблетками Частицы препарата ...

Композиты медицинские «MBM — ЛН»

Справка о применении в клинической практике композитного материала «MBM — ЛН» Композитный материал «MBM — ЛН» представляет собой ткань черного цвета. Развитая по...

More in: Технологии, Наноматериалы, Наномедицина, НаноТехника , Новости

Популярные заметки:

Космический лифт и нанотехнологии

От фантастики к реальности КОСМИЧЕСКИЙ ЛИФТ - это лента, один конец которой присоединен к поверхности Земли, а другой находится на...

Ученые Северной Каролины разрабатывают гибкие антенны

Антенны не только для того, чтобы слушать радио. Они используются во всем, начиная с сотовых телефонов и заканчивая GPS. Исследование го...

Бактерии приводят в движение крошечные наномеханизмы

Шестерни в миллион раз более массивные, чем бактерии , говорит главный исследователь Игорь Аронсон. Возможность использовать и контролировать эне...

Распыляемые фотоэлементы заряжают энергией практически

Громоздкие и дорогие фотоэлектрические панели уже в прошлом. Что готовит нам будущее? На целые здания, крыши и даже окна распыляются революционные че...

В США поступил в продажу солнечный стол

Новости по теме: Мобильный телефон повысит рождаемостьВ Британии поступил в продажу сверхлегкий ноутбукВыпущен двухтерабайтный винчестер В Америке в продажу поступил солнечный ст...

Your are currently browsing this site with Internet Explorer 6 (IE6).

Your current web browser must be updated to version 7 of Internet Explorer (IE7) to take advantage of all of template's capabilities.

Why should I upgrade to Internet Explorer 7? Microsoft has redesigned Internet Explorer from the ground up, with better security, new capabilities, and a whole new interface. Many changes resulted from the feedback of millions of users who tested prerelease versions of the new browser. The most compelling reason to upgrade is the improved security. The Internet of today is not the Internet of five years ago. There are dangers that simply didn't exist back in 2001, when Internet Explorer 6 was released to the world. Internet Explorer 7 makes surfing the web fundamentally safer by offering greater protection against viruses, spyware, and other online risks.

Get free downloads for Internet Explorer 7, including recommended updates as they become available. To download Internet Explorer 7 in the language of your choice, please visit the Internet Explorer 7 worldwide page.